多级放大电路耦合方式(2)

二、阻容耦合:
A1
A2
用于交流信号的放大。
三、变压器耦合: A1
A2
用于功率放大及调谐放大。
3.2 多级放大电路的动态分析
一、电压放大倍数
ii
RS us
ui
Au1
第一级
uo1
ui2
Au2
第二级
uo2 uin
Aun
末级
RL uo
A uu u o iu u o i1u u o i2 2u u o i3 .3 .u u o i.nn A u 1 A u2 A un
一、优点： 1）静态工作点
由于电容隔直流 ，所以它们的直流通路各不相 通，静态工作点相互独立。
二、缺点：
1）有大容量的电容，不便于集成。 2）低频特性差
对低频信号呈现较大容抗，信号的一部分甚至全 部衰减在耦合电容上，信号无法向后级传递。
3.1.3 变压器耦合
放大电路的前级输出端通过变压器接到后级输入 端或负载上。
1.通交流隔直流
变压器利用电磁感应原理在原副线圈之间传递交流 电能的，直流电产生的是恒磁场，也就不能在原、副 线圈中传递，所以变压器也能起到隔直流的作用。
2.变压器能改变电压和阻抗
变比n=N1/N2
u1 nu2
i1
1 n
i2
理想变压器模型
R U i11n1niU 22n2U i22n2R
电压放大倍数：
其中， n 为多级放大电路的级数。 ∴总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。
由于信号的传送是靠电磁感应进行，对于直流或 变化缓慢的传感器信号无法顺利传输过去；对于较高 的信号频率，由于变压器的漏感和分布电容的影响， 会使放大的高频特性产生畸变。
用做功率放大器和选频放大器。
三种耦合方式的应用：
一、直接耦合: A1
A2
集成电路中都采用直接耦合放大电路。
一般用于放大直流信号或缓慢变化的信号。
Rb2
Rc1
+VCC Rc2
T1
U+ i
Rb1
+
T2
U O
Re2 _
结果：两极均可得到合适的Q点 但电压放大倍数大大下降，影响整个电路的放大能力。
改进2： 使用二极管或稳压二极管取代T2的发射极电阻Re2
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1
Rc2
R
+
T2
U O
DZ _
结果：既可以设置合适的静态工作点，对放大电路 的放大能力影响也不大。
在动态信号作用时容易产生饱和失真
2）由于采用同种类型的管子，级数不能太多。
VC1=VB2 VC2>VB2即 VC2>VC1 后极的集电极电位会逐极升高，以至于接近电源。
能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，Q点相 互影响，存在零点漂移现象。输入为零，输出产生变
化的现象称为零点漂移。
改进1：
抬高T2管的基极电位，T2端增加发射极电阻Re2。
U O V C C IC2Q R C 27.7v5处于放大状态。
3.1.2 阻容耦合 放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。
+Vcc
+Vcc
R3 R1
R5
_+
+
+
ui
c1
R2
T1
uo
R4
+ c3
_
_
+
C2
ui
_
T2
+ c4
+
R6
RL uo
_
典型的Q点稳定电路
共集放大电路
两级阻容耦合放大电路 C1 C2 C4的作用?
第三章 多级放大电路 概述
当单级放大电路不能满足多方面的性能要求 （如Au＝104、Ri=2MΩ、 Ro=100Ω）时，应考 虑采用多级放大电路。组成多级放大电路时首 先应考虑如何“连接”几个单级放大电路，耦 合方式即连接方式。
常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变 压器耦合、光电耦合等。
组成多级放大电路的每一个基本电路称为一 级，级与级之间的连接称为级间耦合。
3.1.1 直接耦合 将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1
T1
+VCC
Rc2
+
T2
U O
直接耦合两级放大电路
RC1既作为第一级的集电级电阻又作为第二级的 基极电阻。
存在两个问题： 1）第一级的静态工作点接近饱和区。
静态：T2管正常工作UBEQ2=0.7V T1管：UCEQ1=UBEQ2=0.7V，靠近饱和区
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1
+VCC Rc2
+
T2
U O
_
解： 前级的集电极电位恒等于后级的基极电位 VC1=VB2=0.7V
IB1VCR C b U 2BEQ UR Bb1EQ 0.04m 6A
IC1IB12.3mA
IB2V C R C C 1 V C 1IC 113 2 K 0.72.31.5mAIB2IBS
Re2 T2
+VCC
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1 UCQ2 ＜ UCQ1
Rc2 U+_ O
利用NPN型管和PNP型管进行电平移动
问题的提出： 在用NPN型管组成N级共射放大电路，由于 UCQi＞ UBQi，所以 UCQi＞ UCQ(i-1）（i=1～N），以致于后 级集电极电位接近电源电压，Q点不合适。
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稳压管 伏安特性
小功率管多为5mA
必要性？
由最大功耗得出
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大
，则改用DZ。
改进3：为了解决第二个问题，可以在电路中采用不同类
型的管子，即NPN和PNP管配合使用 。
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1
AurR bLe (RL (N N1 2)2RL)
根据所需要的电压放大倍数，选择合适的匝 数比，使负载电阻上获得足够大的电压。
理想变压器情况下，负载上获得的功率等 于原边消耗的功率。
变压器耦合的特点：
优点： 1）静态工作点相互独立 2）可以实现阻抗变换
缺点： 1）笨重，不便于集成 2）高、低频率特性都很差
晶体管处于饱和状态，失去放大作用。
解：增加稳压管DZ，稳定电压为4V
+VCC
Rb2
U+ i
Rb1
Rc1 T1
Rc2
R
+
T2
U O
DZ _
前级的集电极电位VC1=DZ+VB2=4.7V IBQ1=0.046mA，ICQ1=2.3mA不变，
IB 2V C R C C 1 V C 1IC 113 2 K 4.72.30.1m 7 A
直接耦合的特点：
优点： 1）便于集成化 2）低频特性好，能放大低频甚至直流信号
缺点： 1）存在直流静态工作点配置问题。 各级静态工作点相互影响，难设计和调试。 2）存在着严重的零点漂移问题。
已知：Rb1=20k，Rb2=150k，Rc1=3k，Rc2=2k， VCC=12V，β1=β2=50，UBEQ1=UBEQ2=0.7V